A multi-functional-group modified cellulose for enhanced heavy metal cadmium adsorption: Performance and quantum chemical mechanism

纤维素 吸附 化学 酰胺 金属 弗伦德利希方程 功能群 无机化学 镉 密度泛函理论 化学吸附 有机化学 核化学 聚合物 计算化学
作者
Quan Chen,Jiewei Zheng,Liyang Wen,Chen Yang,Lijuan Zhang
出处
期刊:Chemosphere [Elsevier BV]
卷期号:224: 509-518 被引量:167
标识
DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.02.138
摘要

Heavy metal contamination directly threatened human life and health. In this work, a novel carboxyl, amide, carbonyl sulfide and secondary amino group grafted cellulose derivative adsorbent (modified-cellulose) was prepared in an attempt to remove heavy metal Cd2+. The XRD, FTIR, 13C NMR and XPS results showed that the carboxyl, amide, carbonyl sulfide and secondary amino group were grafted onto the cellulose backbone successfully. Effects of various factors on the adsorption performance were investigated as well as the adsorption mechanism. The Cd2+ adsorption capacity of modified-cellulose was pretty good, up to 401.1 mg/g and with 3 times enhancement. The adsorption process was spontaneous, well described by the Freundlich model (R2 = 0.994), confirmed to the pseudo-second-order model (R2 > 0.997), and mainly controlled by chemisorption. The density functional theory (DFT) calculations indicating that the Cd2+ binding ability of multi-functional groups modified cellulose was stronger than that of single-functional group modified cellulose. The preferential adsorption sites were analyzed based on the frontier orbital theory (FOT), and they were concentrated on the secondary amino groups and carbonyl sulfides. It is foreseeable that the as-prepared modified-cellulose adsorbent has great potential in heavy metal cadmium removal, and our conclusions could provide significant theoretical guidance in the due bioresource utilization.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
熊佳晖完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
Q13完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
舒心的瑛完成签到,获得积分10
1秒前
舒心的银耳汤完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
田様的应助被丰富的宛筠采纳,获得10
2秒前
泽北发布了新的文献求助10
2秒前
ab发布了新的文献求助10
2秒前
第9527号文明完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
烟花的应助被111采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
跳跃靖发布了新的文献求助10
3秒前
123发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
heyfan完成签到,获得积分10
4秒前
yanbobuchou发布了新的文献求助10
4秒前
幸福亦凝发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
陈宇发布了新的文献求助10
5秒前
Ranann发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
威菡的应助被江直树附体采纳,获得10
6秒前
6秒前
mader发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
深情雅柔完成签到,获得积分10
7秒前
abner发布了新的文献求助10
7秒前
无极微光的应助被风清扬采纳,获得20
7秒前
暮雪发布了新的文献求助10
7秒前
weee发布了新的文献求助10
8秒前
peterwang35发布了新的文献求助10
8秒前
汉堡包的应助被Emma采纳,获得10
8秒前
10秒前
10秒前
10秒前
michal发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
从自在到自觉:中华民族观念形成研究:全二册 800
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7998248
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9451960
关于积分的说明 21137223
捐赠科研通 7571111
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3380407
关于科研通互助平台的介绍 2513558
邀请新用户注册赠送积分活动 2414267